Da die Leistungsanforderungen an Flugzeuge für Transport, Militär, Produktion und andere Zwecke stiegen, konnten die ersten Kolbenmotoren die Anforderungen des Hochgeschwindigkeitsflugs nicht mehr erfüllen. Daher haben sich seit den 1950er Jahren Gasturbinentriebwerke allmählich durchgesetzt.
Im Jahr 1928 wies der aus Großbritannien stammende Sir Frank Whittle während seines Studiums an der Militärakademie in seiner Abschlussarbeit „Zukünftige Entwicklung im Flugzeugbau“ darauf hin, dass die zukünftige Entwicklung von Propellermotoren nach dem damaligen technischen Kenntnisstand nicht an die Anforderungen großer Höhen oder Fluggeschwindigkeiten über 800 km/h angepasst werden könne. Er schlug als Erster das Konzept dessen vor, was heute als Strahltriebwerk (Motortriebwerk) bezeichnet wird: Über einen herkömmlichen Kolben wird Druckluft in die Brennkammer geleitet (Verbrennung), und das erzeugte Hochtemperaturgas wird direkt zum Antrieb des Fluges verwendet, was als Propellermotor plus Brennkammerkonstruktion betrachtet werden kann. In späteren Forschungsarbeiten verwarf er die Idee, einen schweren und ineffizienten Kolben zu verwenden, und schlug vor, eine Turbine (Turbine) zu verwenden, um die Brennkammer mit Druckluft zu versorgen, wobei die Leistung der Turbine aus dem Hochtemperaturabgas gewonnen wird. Im Jahr 1930 meldete Whittle ein Patent an und entwickelte 1937 das weltweit erste Radial-Turbostrahltriebwerk, das 28 offiziell im Flugzeug Gloster E.39/1941 zum Einsatz kam. Seitdem dominieren Gasturbinentriebwerke die Luftfahrt und sind ein wichtiges Symbol für das wissenschaftlich-technologische Industrieniveau eines Landes und seine umfassende nationale Stärke.
Flugzeugtriebwerke können je nach Verwendungszweck und strukturellen Merkmalen in vier Grundtypen unterteilt werden: Turbojet-Triebwerke, Turbofan-Triebwerke, Wellenleistungstriebwerke und Turboprop-Triebwerke:
Als Turbojet-Triebwerke werden Fluggasturbinen bezeichnet. Sie sind die ersten Gasturbinentriebwerke, die verwendet wurden. Aus der Perspektive der Schuberzeugung sind Turbojet-Triebwerke die einfachsten und direktesten Triebwerke. Die Begründung beruht auf der Reaktionskraft, die durch die Hochgeschwindigkeitseinspritzung des Wirbels erzeugt wird. Der Hochgeschwindigkeitsluftstrom entzieht jedoch gleichzeitig viel Wärme und kinetische Energie, was zu großen Energieverlusten führt.
Das Turbofan-Triebwerk teilt die in das Triebwerk einströmende Luft auf zwei Wege auf: den inneren Kanal und den äußeren Kanal. Dadurch erhöht sich der Gesamtluftstrom und die Abgastemperatur sowie die Geschwindigkeit des Luftstroms im inneren Kanal werden reduziert.
Wellen- und Propellerturbinen erzeugen keinen Schub durch Luftstromeinspritzung, sodass Abgastemperatur und -geschwindigkeit stark reduziert sind, der thermische Wirkungsgrad relativ hoch ist und der Treibstoffverbrauch des Motors niedrig ist, was für Langstreckenflugzeuge geeignet ist. Die Drehzahl des Propellers ändert sich im Allgemeinen nicht, und durch Einstellen des Blattwinkels werden unterschiedliche Schubkräfte erzielt.
Das Propfan-Triebwerk ist ein Triebwerk zwischen Turboprop- und Turbofan-Triebwerken. Man kann es in Propfan-Triebwerke mit Mantelpropellergehäuse und Propfan-Triebwerke ohne Mantelpropellergehäuse unterteilen. Das Propfan-Triebwerk ist das wettbewerbsfähigste neue energiesparende Triebwerk, das für Unterschallflüge geeignet ist.
Triebwerke für die zivile Luft- und Raumfahrt haben eine Entwicklungszeit von mehr als einem halben Jahrhundert hinter sich. Die Struktur des Triebwerks hat sich vom frühen Kreiselturbinentriebwerk zum Einrotor-Axialtriebwerk, vom Doppelrotor-Turbostrahltriebwerk zum Turbofan-Triebwerk mit niedrigem Nebenstromverhältnis und dann zum Turbofan-Triebwerk mit hohem Nebenstromverhältnis weiterentwickelt. Die Struktur wurde im Streben nach Effizienz und Zuverlässigkeit kontinuierlich optimiert. Die Turbineneintrittstemperatur betrug bei der ersten Generation von Turbostrahltriebwerken in den 1200er und 1300er Jahren lediglich 1940–1950 K. Mit jeder Flugzeugmodernisierung stieg sie um etwa 200 K. In den 1980er Jahren erreichte die Turbineneintrittstemperatur der vierten Generation moderner Kampfjets 1800–2000 K[1].
Das Prinzip des Radialluftkompressors besteht darin, dass das Laufrad das Gas mit hoher Geschwindigkeit rotieren lässt, sodass das Gas eine Zentrifugalkraft erzeugt. Aufgrund des Expansionsdruckflusses des Gases im Laufrad werden die Durchflussrate und der Druck des Gases nach dem Durchlaufen des Laufrads erhöht und kontinuierlich Druckluft erzeugt. Es hat eine kurze axiale Abmessung und ein hohes einstufiges Druckverhältnis. Ein Axialluftkompressor ist ein Kompressor, bei dem der Luftstrom grundsätzlich parallel zur Achse des rotierenden Laufrads fließt. Der Axialluftkompressor besteht aus mehreren Stufen, wobei jede Stufe eine Reihe von Rotorblättern und eine nachfolgende Reihe von Statorblättern enthält. Der Rotor sind die Arbeitsblätter und das Rad, und der Stator ist die Führung. Die Luft wird zuerst durch die Rotorblätter beschleunigt, im Statorblattkanal verzögert und komprimiert und in den mehrstufigen Blättern wiederholt, bis das Gesamtdruckverhältnis das erforderliche Niveau erreicht. Der Axialluftkompressor hat einen kleinen Durchmesser, was für den mehrstufigen Tandemeinsatz praktisch ist, um ein höheres Druckverhältnis zu erreichen.
Bei Turbofan-Triebwerken werden üblicherweise das Bypass-Verhältnis, das Triebwerksdruckverhältnis, die Turbineneintrittstemperatur und das Fan-Druckverhältnis als Konstruktionsparameter verwendet:
Bypass-Verhältnis (BPR): Das Verhältnis der Gasmasse, die durch die Auslasskanäle strömt, zur Gasmasse, die durch die inneren Kanäle im Triebwerk strömt. Der Rotor an der Vorderseite eines Turbojet-Triebwerks wird üblicherweise als Niederdruckkompressor bezeichnet, und der Rotor an der Vorderseite eines Turbofan-Triebwerks wird üblicherweise als Fan bezeichnet. Das unter Druck stehende Gas, das durch den Niederdruckkompressor strömt, durchläuft alle Teile des Turbojet-Triebwerks; das Gas, das durch den Fan strömt, wird in die inneren und äußeren Kanäle aufgeteilt. Seit dem Aufkommen von Turbofan-Triebwerken hat das BPR zugenommen, und dieser Trend ist besonders bei zivilen Turbofan-Triebwerken deutlich zu erkennen.
Motordruckverhältnis (EPR): Das Verhältnis des Gesamtdrucks am Düsenauslass zum Gesamtdruck am Kompressoreinlass.
Turbineneinlasstemperatur: Die Temperatur des Abgases aus der Brennkammer, wenn es in die Turbine eintritt.
Fan-Kompressionsverhältnis: Auch als Kompressionsverhältnis bezeichnet, das Verhältnis des Gasdrucks am Kompressorauslass zum Gasdruck am Einlass.
Zwei Wirkungsgrade:
Thermischer Wirkungsgrad: Ein Maß dafür, wie effizient ein Motor die durch Verbrennung erzeugte Wärmeenergie in mechanische Energie umwandelt.
Antriebseffizienz: Ein Maß für den Anteil der vom Motor erzeugten mechanischen Energie, der zum Antrieb des Flugzeugs verwendet wird.
In den 1970er Jahren waren die Vereinigten Staaten die ersten, die PWA1422-Schaufeln mit gerichteter Erstarrung in militärischen und zivilen Flugzeugtriebwerken einsetzten.
Nach den 1980er Jahren stieg das Schub-Gewichts-Verhältnis des Triebwerks der dritten Generation auf über 8, und die Turbinenschaufeln wurden mit der Verwendung von SX, PWA1480, RenéN4, CMSX-2 der ersten Generation und Chinas DD3 begonnen. Seine Temperaturbelastbarkeit ist 80 K höher als die der besten Hochtemperaturlegierung mit gerichteter Erstarrungsguss PWA1422. Vorteile. In Verbindung mit der Filmkühlungs-Einzelkanal-Hohltechnologie erreicht die Betriebstemperatur der Turbinenschaufeln 1600–1750 K.
Das Turbofan-Triebwerk der vierten Generation verwendet die SXPWA1484-, RenéN5-, CMSX-4- und DD6-Triebwerke der zweiten Generation. Durch das Hinzufügen von Re-Elementen und mehrkanaliger Hochdruck-Luftkühlungstechnologie erreicht die Betriebstemperatur der Turbinenschaufeln 1800 K–2000 K. Bei 2000 K und 100 h erreicht die Dauerfestigkeit 140 MPa.
Die dritte SX-Generation, die nach den 1990er Jahren entwickelt wurde, umfasst RenéN6, CMRX-10 und DD9, die gegenüber der zweiten SX-Generation ganz offensichtliche Vorteile in puncto Kriechfestigkeit aufweisen. Unter dem Schutz komplexer Kühlkanäle und Wärmedämmschichten kann die Turbineneinlasstemperatur, die sie aushält, 3000 K erreichen. Die in den Schaufeln verwendete intermetallische Verbundlegierung erreicht 2200 K und die 100-Stunden-Dauerfestigkeit erreicht 100 MPa.
Derzeit werden SX der vierten Generation, vertreten durch MC-NG[4], TMS-138 usw., und SX der fünften Generation, vertreten durch TMS-162 usw., entwickelt. Seine Zusammensetzung zeichnet sich durch die Zugabe neuer Seltenerdelemente wie Ru und Pt aus, was die Hochtemperaturkriechleistung von SX deutlich verbessert. Die Arbeitstemperatur der Hochtemperaturlegierung der fünften Generation hat 1150 °C erreicht, was nahe an der theoretischen Grenzbetriebstemperatur von 1226 °C liegt.
3.1 Zusammensetzungsmerkmale und Phasenzusammensetzung von nickelbasierten Einkristall-Superlegierungen
Nach der Art der Matrixelemente können Hochtemperaturlegierungen in eisenbasierte, nickelbasierte und kobaltbasierte Legierungen unterteilt und weiter in Guss-, Schmiede- und Pulvermetallurgie-Makrostrukturen unterteilt werden. Nickelbasierte Legierungen weisen eine bessere Hochtemperaturleistung auf als die beiden anderen Arten von Hochtemperaturlegierungen und können lange Zeit in rauen Hochtemperaturumgebungen eingesetzt werden.
Hochtemperaturlegierungen auf Nickelbasis enthalten mindestens 50 % Ni. Aufgrund ihrer FCC-Struktur sind sie mit einigen Legierungselementen sehr gut kompatibel. Die Anzahl der während des Designprozesses hinzugefügten Legierungselemente übersteigt häufig 10. Die Gemeinsamkeit der hinzugefügten Legierungselemente wird wie folgt klassifiziert: (1) Ni, Co, Fe, Cr, Ru, Re, Mo und W sind Elemente erster Klasse, die als Austenitstabilisierungselemente dienen; (2) Al, Ti, Ta und Nb haben größere Atomradien, die die Bildung von Verstärkungsphasen wie Verbindung Ni3 (Al, Ti, Ta, Nb) fördern und sind Elemente zweiter Klasse; (3) B, C und Zr sind Elemente dritter Klasse. Ihre Atomgröße ist viel kleiner als die von Ni-Atomen und sie werden leicht an die Korngrenzen der γ-Phase abgesondert und spielen eine Rolle bei der Korngrenzenverstärkung [14].
Die Phasen von nickelbasierten Einkristall-Hochtemperaturlegierungen sind hauptsächlich: γ-Phase, γ'-Phase, Karbidphase und topologisch dicht gepackte Phase (TCP-Phase).
γ-Phase: Die γ-Phase ist eine Austenitphase mit einer FCC-Kristallstruktur, einer festen Lösung aus in Nickel gelösten Elementen wie Cr, Mo, Co, W und Re.
γ'-Phase: Die γ'-Phase ist eine intermetallische Ni3(Al, Ti)-Verbindung von FCC, die als Niederschlagsphase gebildet wird und eine gewisse Kohärenz und Fehlpaarung mit der Matrixphase beibehält und reich an Al, Ti, Ta und anderen Elementen ist.
Karbidphase: Ab der zweiten Generation von nickelbasiertem SX wird eine kleine Menge C hinzugefügt, was zur Entstehung von Karbiden führt. Eine kleine Menge Karbide ist in der Matrix dispergiert, was die Hochtemperaturleistung der Legierung bis zu einem gewissen Grad verbessert. Es wird im Allgemeinen in drei Typen unterteilt: MC, M23C6 und M6C.
TCP-Phase: Bei Betriebsalterung fördern übermäßige feuerfeste Elemente wie Cr, Mo, W und Re die Ausfällung der TCP-Phase. TCP wird normalerweise in Plattenform gebildet. Die Plattenstruktur wirkt sich negativ auf Duktilität, Kriechen und Ermüdungseigenschaften aus. Die TCP-Phase ist eine der Rissquellen für Kriechbrüche.
Stärkungsmechanismus
Die Festigkeit von Superlegierungen auf Nickelbasis beruht auf der Kombination mehrerer Härtungsmechanismen. Dazu gehören die Verfestigung durch Mischkristalle, die Ausscheidungshärtung und die Wärmebehandlung zur Erhöhung der Versetzungsdichte und zur Entwicklung einer Versetzungssubstruktur, die für die Festigkeit sorgt.
Bei der Mischkristallhärtung geht es darum, die Grundfestigkeit durch Zugabe verschiedener löslicher Elemente, unter anderem Cr, W, Co, Mo, Re und Ru, zu verbessern.
Die unterschiedlichen Atomradien führen zu einer gewissen Verzerrung des Atomgitters, die die Versetzungsbewegung hemmt. Die Festigung der festen Lösung nimmt mit zunehmendem Unterschied der Atomgröße zu.
Die Festlösungsverfestigung hat außerdem den Effekt einer Reduzierung der Stapelfehlerenergie (SFE) und verhindert vor allem das Quergleiten von Versetzungen, die häufigste Verformungsart nicht-idealer Kristalle bei hohen Temperaturen.
Atomcluster oder Nahordnungsmikrostrukturen sind ein weiterer Mechanismus, der zur Verstärkung durch feste Lösungen beiträgt. Re-Atome in SX scheiden sich im Zugspannungsbereich des Versetzungskerns an der γ/γ'-Grenzfläche ab und bilden eine „Cottrell-Atmosphäre“, die Versetzungsbewegungen und Rissausbreitung wirksam verhindert. (Gelöste Atome konzentrieren sich im Zugspannungsbereich von Randversetzungen, wodurch die Gitterverzerrung verringert wird, eine Coriolis-Gasstruktur gebildet wird und ein starker fester Lösungsverstärkungseffekt erzeugt wird. Der Effekt verstärkt sich mit zunehmender Konzentration der gelösten Atome und zunehmendem Größenunterschied.)
Re, W, Mo, Ru, Cr und Co verstärken effektiv die γ-Phase. Die Festlösungsverstärkung der γ-Matrix spielt eine äußerst wichtige Rolle für die Kriechfestigkeit von nickelbasierten Hochtemperaturlegierungen.
Der Ausscheidungshärtungseffekt wird durch den Volumenanteil und die Größe der γ'-Phase beeinflusst. Der Zweck der Optimierung der Zusammensetzung von Hochtemperaturlegierungen besteht hauptsächlich darin, den Volumenanteil der γ'-Phase zu erhöhen und die mechanischen Eigenschaften zu verbessern. SX-Hochtemperaturlegierungen können 65–75 % der γ'-Phase enthalten, was zu einer guten Kriechfestigkeit führt. Dies stellt den nutzbaren Maximalwert des Verstärkungseffekts der γ/γ'-Grenzfläche dar, und eine weitere Erhöhung führt zu einer deutlichen Abnahme der Festigkeit. Die Kriechfestigkeit von Hochtemperaturlegierungen mit einem hohen Volumenanteil der γ'-Phase wird durch die Größe der γ'-Phasenpartikel beeinflusst. Wenn die γ'-Phase klein ist, neigen Versetzungen dazu, darum herumzuklettern, was zu einer Abnahme der Kriechfestigkeit führt. Wenn Versetzungen gezwungen werden, die γ'-Phase zu schneiden, erreicht die Kriechfestigkeit ihr Maximum. Mit zunehmender Größe der γ'-Phasenpartikel neigen Versetzungen dazu, sich zwischen ihnen zu biegen, was zu einer Abnahme der Kriechfestigkeit führt [14].
Es gibt drei Hauptmechanismen der Niederschlagsverstärkung:
Verstärkung der Gitterfehlanpassung: Die γ'-Phase ist in der γ-Phasenmatrix auf kohärente Weise dispergiert und abgeschieden. Beide sind FCC-Strukturen. Die Gitterfehlanpassung spiegelt die Stabilität und den Spannungszustand der kohärenten Schnittstelle zwischen den beiden Phasen wider. Im besten Fall haben die Matrix und die abgeschiedene Phase dieselbe Kristallstruktur und Gitterparameter derselben Geometrie, sodass mehr abgeschiedene Phasen in die γ-Phase eingefüllt werden können. Der Fehlanpassungsbereich von nickelbasierten Hochtemperaturlegierungen beträgt 0 bis ±1 %. Re und Ru sind offensichtlich mit der γ-Phase getrennt. Die Zunahme von Re und Ru erhöht die Gitterfehlanpassung.
Ordnungsverstärkung: Durch Versetzungsschneiden kommt es zu Unordnung zwischen der Matrix und der ausgefällten Phase, was mehr Energie erfordert
Versetzungs-Bypass-Mechanismus: Wird Orowan-Mechanismus (Orowan-Verbiegung) genannt und ist ein Verstärkungsmechanismus, bei dem die ausgefällte Phase in der Metallmatrix die sich bewegende Versetzung daran hindert, sich weiterzubewegen. Grundprinzip: Wenn die sich bewegende Versetzung auf ein Partikel trifft, kann sie nicht durchkommen, was zu einem Bypass-Verhalten, einem Wachstum der Versetzungslinie und einer Zunahme der erforderlichen Antriebskraft führt, was zu einer Verstärkungswirkung führt.
3.3 Entwicklung von Verfahren zum Gießen von Hochtemperaturlegierungen
Die ersten in Hochtemperaturumgebungen verwendeten Legierungen gehen auf die Erfindung von Nichrom im Jahr 1906 zurück. Das Aufkommen von Turbokompressoren und Gasturbinentriebwerken förderte die erhebliche Entwicklung von Hochtemperaturlegierungen. Die Schaufeln der Gasturbinentriebwerke der ersten Generation wurden durch Extrusion und Schmieden hergestellt, was offensichtlich den damaligen Beschränkungen unterlag. Heutzutage werden Turbinenschaufeln aus Hochtemperaturlegierungen meist im Feingussverfahren, genauer gesagt durch gerichtete Erstarrung (DS), hergestellt. Das DS-Verfahren wurde erstmals in den 1970er Jahren vom Versnyder-Team von Pratt & Whitney in den USA erfunden [3]. Im Laufe der Jahrzehnte der Entwicklung wandelte sich das bevorzugte Material für Turbinenschaufeln von gleichachsigen Kristallen zu säulenförmigen Kristallen und wurde dann zu einkristallinen Hochtemperaturlegierungsmaterialien optimiert.
Die DS-Technologie wird zur Herstellung von SX-Komponenten aus säulenförmigen Kernlegierungen verwendet, wodurch die Duktilität und die Wärmeschockbeständigkeit von Hochtemperaturlegierungen deutlich verbessert werden. Die DS-Technologie stellt sicher, dass die erzeugten säulenförmigen Kristalle eine [001]-Ausrichtung aufweisen, die parallel zur Hauptspannungsachse des Teils verläuft, und keine zufällige Kristallausrichtung. Im Prinzip muss DS sicherstellen, dass die Erstarrung des geschmolzenen Metalls im Gussstück mit dem flüssigen Ausgangsmetall immer in einem gerade erstarrten Zustand durchgeführt wird.
Beim Gießen von säulenförmigen Kristallen müssen zwei Bedingungen erfüllt sein: (1) Ein einseitiger Wärmefluss stellt sicher, dass sich die Fest-Flüssig-Grenzfläche am Wachstumspunkt des Korns in eine Richtung bewegt; (2) Vor der Bewegungsrichtung der Fest-Flüssig-Grenzfläche darf keine Kristallisationskernbildung stattfinden.
Da der Bruch der Klinge normalerweise in der bei hohen Temperaturen schwachen Struktur der Korngrenze auftritt, wird während des gerichteten Erstarrungsprozesses eine Erstarrungsform mit einer „Kornauswahl“-Struktur verwendet, um die Korngrenze zu beseitigen. Die Querschnittsgröße dieser Struktur liegt nahe an der Korngröße, so dass nur ein einziges optimal gewachsenes Korn in die Formhöhle des Gussstücks gelangt und dann in Form eines Einkristalls weiterwächst, bis die gesamte Klinge nur noch aus einem Korn besteht.
Der Kristallwähler kann in zwei Teile unterteilt werden: den Startblock und die Spirale:
Zu Beginn des DS-Prozesses beginnen die Körner am Boden des Startblocks zu keimen. Im frühen Stadium des Kornwachstums ist die Anzahl groß, die Größe klein und der Orientierungsunterschied groß. Das konkurrierende Wachstumsverhalten zwischen den Körnern dominiert und der geometrische Blockierungseffekt der Seitenwand ist schwach. Zu diesem Zeitpunkt ist der Orientierungsoptimierungseffekt offensichtlich; wenn die Höhe der Körner im Startblock zunimmt, nimmt die Anzahl der Körner ab, die Größe nimmt zu und die Orientierung ist eng. Das konkurrierende Wachstumsverhalten zwischen den Körnern nimmt ab und der geometrische Blockierungseffekt der Seitenwand dominiert, wodurch sichergestellt wird, dass die Kristallrichtung kontinuierlich optimiert werden kann, der Orientierungsoptimierungseffekt jedoch geschwächt wird. Durch Verringern des Radius des Startblocks und Erhöhen der Höhe des Startblocks kann die Orientierung der in den Spiralabschnitt eintretenden Körner effektiv optimiert werden. Eine Vergrößerung der Länge des Startblocks verkürzt jedoch den effektiven Wachstumsraum des Gussstücks und führt zu einem Produktionszyklus und Vorbereitungskosten. Daher ist es notwendig, die geometrische Struktur des Substrats vernünftig zu gestalten.
Die Hauptfunktion der Spirale besteht darin, Einkristalle effizient auszuwählen, und die Fähigkeit zur Optimierung der Kornorientierung ist schwach. Wenn der DS-Prozess in einer Spirale durchgeführt wird, bietet der gekrümmte Kanal Platz für das Wachstum von Dendritenzweigen, und die sekundären Dendriten der Körner schreiten in Richtung der Liquiduslinie voran. Die Körner haben eine starke seitliche Entwicklungstendenz, und die Orientierung der Körner befindet sich in einem schwankenden Zustand mit einem schwachen Optimierungseffekt. Daher hängt die Auswahl der Körner in der Spirale hauptsächlich vom geometrischen Einschränkungsvorteil, dem Wettbewerbswachstumsvorteil und dem räumlichen Expansionsvorteil der Körner im Spiralsegment ab [7] und nicht vom Wachstumsvorteil der bevorzugten Orientierung der Körner, die eine starke Zufälligkeit aufweist [6]. Daher ist der Hauptgrund für das Versagen der Kristallauswahl, dass die Spirale nicht die Rolle der Einkristallauswahl spielt. Durch Erhöhen des Außendurchmessers der Spirale, Reduzieren der Steigung, des Durchmessers der Spiraloberfläche und Reduzieren des Startwinkels kann der Kristallauswahleffekt erheblich verbessert werden.
Die Herstellung von hohlen Turbinenschaufeln aus Einkristall erfordert mehr als ein Dutzend Schritte (Schmelzen der Vorlegierung, Herstellung der Einkristallmembranschale, Herstellung eines Keramikkerns mit komplexer Konfiguration, Schmelzgießen, gerichtete Erstarrung, Wärmebehandlung, Oberflächenbehandlung, Herstellung einer Wärmedämmschicht usw.). Der komplexe Prozess ist anfällig für verschiedene Defekte wie Streukörner, Sommersprossen, Kleinwinkelkorngrenzen, Streifenkristalle, Orientierungsabweichungen, Rekristallisation, Großwinkelkorngrenzen und Kristallauswahlfehler.
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